监控共缆传输安装手册.docx

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监控共缆传输安装手册

一线通调试手册

目录

第一章系统组成及基本指标

1.1一线通概述

1.2信号调制与解调

1.3一线通系统组成

1.4系统基本指标

第一章系统设计

2.1常用器材符号

2.2基本原则

1.各频道电平平坦；

2.使干线信号传输衰减最小；

3.尽量采用隔频传输；

4.低频道就远，高频道就近；

2.3放大器使用

2.4系统设计

第三章系统调试方法

3.1各种器材的检验

3.2频道电平调整

3.3放大器调整

第四章常见故障分析与排除

4.1系统外部干扰

4.2系统内部干扰

4.2.1雪花点干扰

4.2.2邻频干扰

4.2.3交调干扰、互调干扰

第一章系统组成及基本指标

1.1一线通概述

一线通全称叫宽频共缆一线通，它可以在一条电缆线同时传输多路的图像信号，是有线电视传输技术在视频监控领域的应用。

有线电视网络可以把几十套不同的电视信号集中在一条电缆线上传输，为我们收看电视节目提供了极大的方便。

为保证电视收看质量，每套电视节目信号需要占用8MHz宽度的频率资源，各电视台信号分布在不同的频率范围，这就是我们平常所说的电视频道，各频道对应的频率范围由国家统一规定划分。

设要传输40套电视节目需要占用8×40=320MHz宽度的频率范围，这就是宽频的意思。

用于传输有线电视信号的频率范围从47MHz至880MHz，可以容纳上百个电视频道，众多频道的信号在同一条电缆线传输俗称一线通。

远帆科技有限公司生产的一线通产品就是采用此技术实现的，产品设计的频道对应国家有线电视频道如表1.1所示。

信号传输分邻频和隔频两种，传输频道连续的就叫邻频传输，频道不连续的就叫隔频传输。

表1.1频道划分表注：

Z表示增补频道

1.2信号调制与解调

由摄像头输出的信号称视频信号或称图像信号也称基带信号，多个摄像头的信号不能在同一条电缆线上同时传输。

要实现共缆传输必须对各个视频信号进行技术处理，当然有多种的技术处理方法，宽频共缆技术只是其一。

它应用有线电视传输技术，首先必须把各个摄像头输出的图像信号分别调制在不同频道的高频载波上，一线通产品中常用的调制方式有调幅（AM）和调频（FM），图像信号采用调幅方式，伴音和数据信号采用调频方式。

图像信号经过调制再利用专门的混合器或定向耦合器把这些信号汇集在一起，因为每个摄像头对应一个不同的频道，即一个摄像头相当一套电视节目，这样就实现了一条电缆线同时传输多路图像信号的目的，即实现一线通。

严格说是在一条电缆线同时传输多路的图像载波信号，经过调制的高频载波称图像调制波。

载波本身是高频信号，把图像信号搭载到高频载波上的过程称作调制，实现调制过程的设备称作调制器。

这里高频载波就象是部车辆，图像信号就象是货物，把货物装到车辆上的过程就象调制过程，而图像调制波就象装有货物的车辆，也就是说调制波是包含有图像信息的高频信号。

经过电缆线传输的图像载波信号到达目的地后必须从中还原出图像信号，这个过程称作解调，用来实现解调的设备称解调器，它实际是一台电视接收机。

由于我们需要同时还原出多路的图像信号，因此每一频道的图像载波信号必须单独使用一台解调器。

前面提到图像载波就象装有货物的车辆，而解调过程就象从车辆上把货物卸下的过程。

1.3一线通系统组成

一线通系统由调制器、解调器、分支器（定向耦合器）、分配器（混合器）、干线放大器、高频电缆线等组成，下面分别进行详细介绍。

1.3.1调制器

把图像信号转化成高频载波信号的设备称调制器，有时把调制器称作系统中的前端设备，一个调制器出厂时对应一个固定的频道，使用时不可改变，采用调幅（AM）方式。

调制器在使用中必须注意两个重要问题，其一是图像信号的输入电压，一般在1Vp-p±0.3Vp-p范围。

输入的图像信号电压太低使得图像效果发灰图像层次感下降甚至会产生图像扭曲；输入的图像信号电压太高使得图像黑白对比过强同样也会造成图像层次感下降甚至会产生图像扭曲。

因此，使用中必须根据实际情况调整确定，每个调制器都留有调整输入电压大小的电位器，可用小螺丝刀进行调整，顺时针信号增大，反之减小。

其二是图像载波输出电平（也称作射频输出电平），不同频道的调制器最大图像载波输出电平略有一些差别但一般都在105－110dBμ范围内。

每个调制器都留有输出电平调整电位器，可调整的范围是20dB，使用小螺丝刀进行调整，顺时针输出电平增大，反之减小。

系统中各个调制器输出电平应根据现场实际情况调整确定，这一步骤至关重要，输出电平调整不当将造成系统干扰，具体调整方法在第三章详细介绍。

远帆科技有限公司生产的调制器有两种型号YF-T600、YF-600-1如图1.1。

其中YF-600-1型号可提供12V/500mA直流电源供摄像头使用。

YF-T600调制器YF-T600-1调制器

图1.1

1.3.2解调器

将图像载波还原成图像信号的设备称解调器，在系统中有时称作后端设备，解调器相当于电视接收机，只是少了显示部分。

为了同时还原多路图像信号，每个频道必须单独使用一个解调器，为方便使用把多个解调器集中做在同一个机箱里称作多路解调器。

常用解调器有单路、4路、8路、12路、16路，用户可根据工程实际需要选用。

解调器的接收功能分为频道可调谐（可选台）和固定频道（不可选台）两种。

前者同电视机一样通过频道搜索可以接收任意的频道，使用较为灵活，后者则不能进行频道搜索，一个调制器只能接收一个固定的频道，在产品出厂时已确定，使用中不能改变。

因为监控设备在使用中不象收看电视节目需要经常换台，所以采用后者可降低一些成本。

解调器使用时要求输入合适的信号电平，信号太弱图像会产生雪花点干扰，信号太强容易造成网状干扰或图像扭曲现象。

一般情况单路解调器输入信号在65dB；4路、8路在70dB；12路、16路在75dB。

YF-R600-1单路解调器YF-R600-4四路解调器

YF-R600-8八路解调器YF-R600-16十六路解调器

图1.2

1.3.3数据信号调制与解调

带各种控制功能的摄像头需要提供控制信号，一般采用RS-485数据控制，为使数据信号也能够在同一条电缆线传输，同样必须对数据信号进行调制和解调，采用调频方式，频率范围在15－38MHz。

数据调制、解调器做成独立式可插拔的线路板，使用非常灵活。

1.3.4混合器

能把各频道信号混合在一起的器材称混合器，它实质是有线电视信号分配器，在有线电视传输网络中分配器用来把信号分配给各家用户。

在一线通系统中是把各频道信号汇合在一起，因此联接方法必须颠倒，即分配器输出端（OUT）联接各频道信号，分配器输入端（IN）成为混合信号输出端。

常用的混合器有二、四、六、八、十二、十六混合器，如图1.4。

图1.4

混合器在使用时必须注意的一个主要参数是混合损耗，也就是说各个频道信号经过混合器后会产生一定的衰减，各个端口有相同的衰减值。

例如，某两个频道混合前的信号电平各为90dB,混合后输出电平各为86dB，减少的4dB电平就称混合器的混合损耗，而且路数越多混合器的混合损耗也越大。

常用各种混合器的混合损耗如表1.2

表1.2混合器损耗表

1.3.5定向耦合器

向干线注入频道信号的器材称定向耦合器，它实质是有线电视信号分支器。

我们首先必须对分支器的特性做全面了解，才能灵活应用它。

分支器有三种端口分别是：

输入端口（IN）、主输出端口（OUT）、分支输出端口（BR），其中分支输出端口可以有多个，常用的有一分支器、二分支、三分支、四分支，各个分支输出端口的特性相同。

在有线电视传输网络中信号从输入端口（IN）输入，大部分信号从主输出端口（OUT）输出，分支端口（BR）只输出小部分信号。

也就是说通过分支器可从干线上分出小部分信号支路供给用户，大部分信号沿干线继续传输。

在一线通系统中，多数情况是随着干线的延长各频道信号逐个注入，所以也必须通过分支器来实现，同样其输入、输出端口必须颠倒，即主输出端口（OUT）接干线过来的原有信号，分支端口（BR）接新增加的频道信号，在输入端口（IN）即可得到原有信号加新增的信号，而在输出端口（OUT）却得不到新增加的频道信号，这叫反向隔离，也是定向耦合器名称的由来。

分支器在使用中有两个主要参数需要注意，一个是插入损耗，另一个是分支衰减。

插入损耗是指输入、输出端口之间的信号损耗，要求越小越好，这样才能使信号传得更远；分支衰减是指分支端口的信号相对输入信号的衰减值，分支衰减量应该根据工程实际情况确定，具体计算确定方法在第二章详细介绍。

表1.4列出部分常用分支器的参数供参考。

表1.4部分常用分支器参数表

从表1.4中可以发现一个规律，分支衰减越大，插入损耗就越小；分支输出端口越多，插入损耗越大，这个规律在工程方案设计时必须注意。

1.3.6射频电缆线

一线通系统传输的是高频信号，传输线材必须选用高频电缆线（简称射频线）。

选用射频线时除注意电缆本身制造材料及特性阻抗外需特别重视电缆线的衰减特性。

射频电缆在传输射频信号时会产生衰减，通常我们用每100米线长的衰减量来描述，即dB/100m。

不同规格的线材其衰减不同，同一规格线材对不同频率的信号衰减也不同，长度固定的情况下衰减量与频率的平方根成正比。

某些劣质射频线衰减特性并不遵循此规律，出现对某些频道信号衰减特别大，这类线材千万不能采用。

常用的几种射频线衰减特性如表1.5。

表1.5常用射频线衰减特性表（dB/100米）

1.3.7干线放大器

干线放大器用来补偿信号在电缆线传输所产生的损耗，分单向和双向两种。

单向放大器只对各频道载波信号进行均衡放大；双向放大器除放大各频道载波信号外，还对反向传输的数据载波进行放大。

放大器的品质及使用时调整是否的当对整个工程的性能指标起着决定性的作用，因此必须引起我们足够的重视。

放大器的主要参数有：

1.放大器最大增益：

衡量放大器放大能力的参数，用dB表示，常用放大器的最大增益在25－30dB。

实际增益应根据信号损耗情况调整确定，一般放大器都有10－20dB的增益调整范围。

2.噪声系数：

衡量放大器自身产生的噪声大小的参数。

噪声信号在图像上表现为雪花点干扰，系统中各级放大器产生的噪声是累积的，常用放大器的噪声系数在8dB以下，要求越小越好。

3.最大输出电平：

衡量放大器动态范围的参数，要求最大输出电平越大越好，常用放大器的最大输出电平在110－120dB。

4.输入电平范围：

保障放大器能正常工作的输入信号大小，一般在70－90dB（国产模块一般不要超过85dB）之间。

5.非线性失真：

衡量信号经放大器产生的交调、互调干扰程度的参数，关于交调、互调干扰问题在第四章介绍。

6.斜率补偿范围：

前面介绍频率越高的信号电缆线对其衰减就越大，电平相同的各个频道信号经过一定长度电缆线传输后在末端会产生低频道信号电平高，高频道信号电平低的现象，这叫斜率衰减现象。

因此，放大器在放大之前必须对它进行纠正，这就叫斜率补偿。

要求放大器在其工作频率范围内有20dB的斜率补偿能力。

常用放大器如图1.5所示。

图1.5

单向放大器双向放大器

1.3.8均衡器衰减器

均衡器：

一种能实现斜率补偿的器件，它分为固定式和可调式两种。

上面介绍放大器具有斜率补偿功能，是在放大器内加入了一个可调均衡器，在某些情况下线路斜率衰减较大而放大器无能为力时可采用均衡器得到解决。

衰减器：

可对信号产生衰减的器材，在工程上不提倡使用。

1.4系统基本指标

一线通系统质量的保障来自系统基本指标的实现，而一线通技术是有线电视传输技术的应用，这方面技术已非常成熟。

国家早在1991年就颁发了标准，只要严格按照标准进行施工调试就能保证系统的传输质量。

表1.7列出工程调试需要特别注意的5项主要指标供参考。

表1.7系统5项主要基本指标

第二章系统方案设计

2.1常用器材符号

在一线通系统设计中各种设备器材有各自的符号表示，常用符号如表2.1所示。

表2.1常用符号

2.2基本规则

在设计系统方案时有四项基本原则必须时刻注意，这四项基本规则是：

各频道电平必须平坦；使干线信号传输衰减最小；尽量采用隔频传输；低频道就远，高频道就近。

下面分别详细介绍。

1.各频道电平必须平坦：

这是一条最重要的原则，在上一章我们已介绍了系统指标，其中第一项就是对各频道电平的要求。

也就是说在传输多路信号的线路中任何地方各频道电平的差异都必须符合指标要求。

否则将造成各种干扰甚至使系统无法工作。

2.使干线信号传输衰减最小：

信号传输衰减越小可延长传输距离及减少放大器的级数，造成信号衰减有两个因素，一是电缆线的传输衰减；另一个是接入分支、分配器时产生的衰减。

其中电缆线对频率越高的信号衰减越大，所以在路数不多的情况下尽量选用低频道来传输。

灵活选用分支器也是减少传输衰减的一个途径，从前面分支器参数表可知分支器插入损耗与分支衰减量及分支数目有关。

用一例子说明：

某干线中信号电平为85dB,此处要用一分支器注入一个频道信号，我们对照用1FZ8（插入损耗3dB）和用1FZ16（插入损耗1.5dB）两种分支器，结果输出相差1.5dB，用1FZ16只是调制器输出电平要比用1FZ8调高一些。

所以在调制器输出电平能到达的情况下尽量选用分支衰减大的分支器，这样就能保证干线信号传输衰减最小。

而分配器的使用就简单了，只要各支路电平相等即可用分配器混合。

3.尽量采用隔频传输：

在传输路数较少的情况下可采用隔频方式，因为隔频之间电平平坦度比邻频之间的要求低，工程调试方便、指标容易达到。

当系统由多条支路组成时各支路也尽量采用隔频传输。

4.低频道就远，高频道就近：

这一点很容易理解，因为同样的电缆线对高频道信号衰减较大，所以让频道高的调制器放在距监控室较近的地方。

以上四项基本规则的核心是各频道电平的平坦性，一切都围绕此核心进行。

2.3放大器使用

放大器是用来补偿信号传输过程中造成的各种衰减，信号衰减几个dB放大器就补偿几个dB，同时还必须进行斜率补偿。

放大器本身有许多参数，其中有三个方面在设计工程方案时需要特别注意：

1.输入电平：

在线路信号电平不低于70dB一般在70-75dB时就必须进行放大，否则系统的载噪比难以保障。

放大器本身输入电平范围在70-90dB（国产模块一般不要超过85dB），提前放大比如85dB时就加入放大器，这样可以提高系统的载噪比，但显得有些资源浪费。

2.输出电平：

输出电平＝输入电平＋放大器增益，一般不超过105dB。

放大器最大增益可达30dB实际让它工作在20-25dB为宜，设计调试时必须留有3-5dB的余量，以方便日后工程维护。

3.最大联接级数：

系统中放大器联接的级数不是无限度的，可联接的级数跟放大器及系统频道数目有关，高级放大器可联接几十级，但价格昂贵。

一线通系统中采用的是普通放大器，在传输十几个频道信号时可联接十级左右。

多级联接特别是超过五级时，越往后级每级要求输入电平提高1－3dB，对于提高载噪比和抑制谐波干扰很有用处。

以上是放大器使用中需注意的三个方面问题，对于双向放大器的使用并没有很特殊的要求。

因为反向数据载波信号采用调频方式又是单频率点，它本身抗干扰能力很强。

但数据载波信号太强会干扰二、三频道的信号，这时可通过调整反向放大增益或采用频道避开的方法来解决。

2.4系统设计

为便于计算我们把常用射频电缆线对应远帆公司产品某些频道的衰减值列为表2.1供设计时参考。

表2常用射频线各频道衰减值（dB/100米）

系统设计分三个步骤进行：

确定干线与支线、调制器频道分布、计算线路电平及确定放大器位置。

1.确定干线与支线：

系统设计时首先是确定干路，并以走线最近为原则，每条干线最多可传输二十二个频道信号。

为避开反向数据载波及工程现场的其它干扰，我们推荐每条干线传输的路数最好在十六路以下。

干线线材选用推荐：

500米以下用75-5线；500-1500米用75-7线；1500米以上用75-9线，线材选用还跟系统传输的频道数目有关，频道越多线材也需越粗。

在监视点比较分散的情况下可按区域先分布若干条支路再汇集到干线。

2.调制器频道分布：

频道分布根据低频道就远，高频道就近和隔频传输规则确定。

3.计算线路电平及确定放大器位置：

电平计算是为了准确合理选用分支、分配器及确定放大器位置。

具体方法是从第一个调制器开始顺着信号传输方向把第一个调制器输出的电平减去线路损耗及分支、分配器衰减值。

沿线路频道数量逐渐增加，所用频道也在提高，因此线路损耗必须用后来加入的高频道来计算。

也就是说当线路中有多个频道信号传输时，线路损耗必须以最高的频道来计算。

图2.1

系统设计图可省略调制器符号但必须注明调制器编号、选用的频道、调制器输出电平；如图2.1中7＃/14CH/102dB,7＃表示第7号调制器，14CH表示选用14频道，102dB表示输出电平102dB。

分支、分配器在符号旁注明规格如1FZ12，前缀1表示一分支器，后缀12表示分支衰减12dB,插入损耗可通过查表得知，在实际计算时每个分支器插入损耗可平均取值2dB。

分配器衰减比较好记忆，大约每多出一个输出端口衰减值增加2dB。

我们现在来分析图2.1系统的设计思路：

图中共有17路调制器，用一条75-7线做传输干线（图中加粗线），干线总长度约600米。

由于监控点分布较为分散，因此采用5条支路设计,支路线材采用75-5，各支路长度几十米到100米不等。

其中支路1传输2、4、6CH，支路2传输3、5CH。

两条支路采用隔频传输，经一个二分配器混合后进入干线。

从图中我们发现有的地方采用分支器而有的地方采用分配器，到底采用哪种要根据混合前各支路电平的差异来确定。

我们知道分配器各端口的衰减值相同，因此在信号电平相同的情况下必须采用分配器混合。

例如图2.1中支路1与支路2的混合、支路4调制器12＃与14＃的混合、放大器放大后与支路5的混合都采用了二分配器2FP4。

在各路信号电平差异较大的情况下用分支器来混合，分支器分支衰减值的选择应根据电平的差异大小来确定，有一个规律可遵循即：

分支衰减值＝分支端口输入电平－混合后输出电平，例如图2.1中支路2在插入16＃5CH/104dB时选用了1FZ12分支器,即12＝104-92。

这样才能保障电平的平坦。

图中放大器在干线电平为72dB时加入，放大器输出电平92dB,即放大器增益20dB。

干线进入机房时的电平有78dB，系统有17路，所以用了一个1FZ14的分支器，分别供十六路解调器和单路解调器。

这里分支器是对信号进行分支，所以其输入、输出端接法同前相反。

为什么不用二分配器呢？

一个小小问题留给大家自己解答。

第三章系统调试方法

系统调试就是设计方案在现场的实现，而通过调试反过来可对设计方案进行修正。

所以每个调试结果必须及时记录，最后整理归档，以备日后工程维护及检修时使用。

工程调试使用的主要仪器是场强仪，用它测量各频道信号电平，使用也很简单，具体请参阅使用说明书。

3.1各种器材检测

各种器材在使用前必须先进行检测，特别是电缆线。

而对于电缆线的检测内容主要是其衰减特性，检测方法是：

在电缆线一端分别接入电平已知，高、低不同频道的调制器输出信号（调制器可不加视频输入），在电缆线另一端用场强仪测出电平经计算后查表对照。

有条件可集中混合四个以上高、低不同的频道进行测试。

调制器检测：

主要检测最大输出电平，方法是在调制器输出端接场强仪，然后顺时针转动调制器的输出电平调节器直到听到“喀、喀”声响，表示已到达最大位置读出此时场强仪的读数，最大电平应在105-110dB范围。

分支、分配器可不做检测，对不同的频道信号分支、分配器参数的差异可忽略。

放大器检测：

放大器主要检测两个内容即放大增益和斜率补偿范围。

至于双向放大器由于场强仪测不到数据载波所以反向数据载波放大不作检测。

具体检测方法：

打开放大器外壳可看到两个竖立安装的调节器它们分别用来调整增益及斜率补偿。

具体位置需参照放大器使用说明书（双向放大器多一个反向数据载波增益调节器，这时可先不管）。

首先把两个调节器顺时针调到听见“喀、喀”声说明已到尽头。

这时放大器增益最大，斜率补偿为0。

然后用不少于4路（路数越多越准确），总间隔10个频道以上的混合信号加入到放大器的输入端，输入电平在70-90dB（国产模块一般不要超过85dB）之间且必须平坦。

用场强仪在放大器输出端测出各频道的电平，把输出信号电平减去输入信号电平即为放大器的增益，此时输出电平也必须平坦，不同频道的电平差不得超过0.5dB。

在放大器输入、输出端口下方分别有一个衰减20dB的测试端口，在工程调试时不用断开干线直接从测试端口测试然后加上20dB就是我们所要的输入、输出电平值。

接下来测试斜率补偿范围，把斜率补偿调节器逆时针调到听见“喀、喀”声说明已到尽头，这时斜率补偿最大，再次测出放大器输出端各个频道的电平，最低、最高频道的电平差就是这两个频道之间的斜率补偿值。

3.2频道电平调整

各频道电平调整的一般顺序是沿线路从远到近,下面我们通过上一章图2.1结合流程图来说明整个系统的调试过程。

步骤1.

支路1调试：

步骤2.

步骤3.

支路1、支路2、混合：

支路1、2用二分配器混合，输出电平88dB进入干线。

步骤4.

15＃调制器电平调整：

干线传输约180米，在此接入一个2FZ10二分支器（两个分支口分别是支路3和15＃调制器信号输入端），测出干线信号经二分支器后的电平为80dB调整15＃调制器使其经二分支器后在干线上的电平也为80dB。

步骤5.

支路3调试：

步骤6.

支路3插入干线：

支路3中6＃调制器经1FZ12分支器后电平为92dB，6＃调制器到干线距离40米，信号衰减2dB，所以支路3进入2FZ10分支端口的电平为90dB,经二分支器后到达干线时的电平为80dB。

步骤7.

支路4调试及插入干线：

干线信号到达支路4插入点时的电平为78dB，这里接入分支器1FZ10，插入损耗2dB，分支端口注入支路4的信号。

步骤8.

放大器接入调试：

接入放大器前必须再次核对干线上各频道电平是否都是72dB，某些频道电平出现偏差时应重新调整，保障干线信号进入放大器时的平坦性。

第一级放大器不需进行斜率补偿，只对增益进行调整。

在放大器输出端接上场强仪，调整增益调节器使输出电平为92dB。

步骤9.

支路调试5及插入干线：

步骤10.

11＃调制器电平调整：

在干线上接入1FZ20分支器，11＃调制器信号从分支端口进入，在分支器IN端口测量电平，调整11＃调制器其经分支器后的电平为82dB。

步骤11.

10＃调制器电平调整：

在干线上接入1FZ24分支器，10＃调制器信号从分支端口进入，在分支器IN端口测量电平，调整10＃调制器使其经分支器后的电平为78dB。

步骤12.

干线总调：

在机房测量干线各频道电平是否符合指标要求，对不符合的频道再次调整。

3.3放大器调整

对于单向放大器调整内容有斜率补偿和放大增益两项，双向放大器增加数据载波增益调整。

先调斜率补偿后调放大增益，因为在调整斜率补偿时各频道电平会受到影响。

斜率补偿调整：

把增益调整器旋在最小或中间位置，在放大器输出端测量各个频道电平，然后调整斜率补偿调整器直至各频道电平符合指标。

增益调整：

在完成斜率补偿调整后再调整增益调整器，使得增益符合要求。

数据载波增益调整：

调整较简单，只要数据载波不干扰到1、2、3频道信号，可把增益调到最大。

第四章常见故障分析与排除

共缆一线通系统在运行中发生的故障分为硬故障和软故障，硬故障一般指的是某些